第2章 2 简谐运动的回复力及能量-【优化探究】2023-2024学年新教材高中物理选择性必修第一册同步导学案配套PPT课件（教科版）

教科物理选择性必修第一册 返回导航 上页下页 2简谐运动的回复力及能量 教科物理选择性必修第一册 返回导航 上页 下页 学习目标要求 核心素养和关键能力 1核心素养 1.理解回复力的概念和特点。 2.会用动力学方法分析简谐运动 ()利用能量守恒定律研究弹簧振 中位移、速度、回复力和加速度 子，物理建模法理解简谐运动。 的变化规律。 (2)利用“对称性”和“周期性” 3.会用能量守恒的观点分析弹簧 思维方法，理解简谐运动。 振子动能、势能、总能量的变化 2.关键能力 规律。 物理建模能力和综合分析能力。 教科物理选择性必修第一册 返回导航 上页 下页 必备知识自主学习 关键能力合作探究 课堂检测素养达标 课时作业巩固演练 教科物理选择性必修第一册 返回导航 上页 下页 必备知识 自主学习 回复力 1.定义：振动的物体偏离平衡位置时，都会受到的一个指向平衡位置 的力，这个力叫作 回复力 2.方向：总是与位移x的方向相反，即总是指向 平衡位置 3.效果：把物体拉回到 平衡 位置。 4.结论：做简谐运动的物体受到总是指向 平衡位置 且大小与位移 成 正比 的回复力作用。 5.回复力与位移的关系：F= 一k 教科物理选择性必修第一册 返回导航 上页 下页 判断正误] ()回复力的方向总是与位移的方向相反。（√） (2)回复力的方向总是与速度的方向相反。(X) (3)回复力的方向总是与加速度的方向相反。(×) 教科物理选择性必修第一册 返回导航 上页 下页 二简谐运动的能量转化 1.振动系统（水平弹簧振子）的状态与能量的对应关系 当振子在平衡位置时，振子速度最大，此时弹性势能最小，动能有最 大值；振子相对平衡位置位移最大时，振子速度为零，此时弹性势能 达最大值，动能为零。振动系统的总机械能 守恒 教科物理选择性必修第一册 返回导航 上页 下页 2.简谐运动的能量图像 E 总能量E弹簧振子的动能E弹簧的弹性势能E。 2 教科物理选择性必修第一册 返回导航 上页 下页 [思考割 如图所示，一弹簧振子在光滑水平面的A、B两点间做简谐运动，平衡 位置为O,已知振子的质量为m。 简谐运动的能量取决于什么？试简述本题中振子振动过程中的能量转 化关系。 提示：简谐运动的能量取决于振幅，本题中振子振动时只有动能和弹 性势能相互转化，总机械能守恒。 教科物理选择性必修第一册 返回导航 上页 下页 关键能力 合作探究。 要点1 简谐运动的回复力 探究导入 如图所示为弹簧振子的模型，0，点为振子的平衡位置， A、O间和B、O间距离都是x,弹簧劲度系数为k。 0 教科物理选择性必修第一册 返回导航 上页 下页 (1)当振子在A点时所受弹簧的弹力方向如何？大小是多少？在B点呢？ 提示：当振子在A点时所受弹簧弹力方向由A指向O,大小为kx。在B 点，由B指向O,大小为kx。 (2)弹力的作用是什么？ 提示：使振子回到平衡位置。 (3)弹力的大小与位移是什么关系？ 提示：弹力的大小与位移成正比关系。